国家材料腐蚀与防护科学数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
中文 | Eng 数据审核 登录 反馈
浅谈氢在钢中的角色——氢致开裂
2018-01-18 10:04:18 作者:本网整理 来源:金属材料科学与技术

    氢致开裂,英文名 Hydrogen-induced cracking (HIC)。氢致开裂通常发生在水溶液中,由于氢通过扩散进入钢的基体中,导致钢发生脆化和开裂。氢致开裂常常是因为在成型或精加工过程中偶然因素导致氢进入钢的基体。它通常受三方面因素影响,材料的性能、环境因素和应力因素。


1

 

    充氢后样品表面鼓泡


    在第二次世界大战期间,英国皇家空军一架喷火战斗机由于机械故障从空中坠落,飞行员当场毙命。这个事当局非常重视,失事飞机的零件全部被收集起来,并成立了专门的调查组调查飞机失事的原因。飞机失事起因了主轴断裂,在断裂主轴内部发现了很多细小的裂纹,当时称为发纹。


    大约在1940年前后,中国科学院金属研究所的创建者李薰先生博士毕业后开始在英国谢菲尔德大学开始从事这项研究工作,解决这个问题的前提条件是如何定量测试和分析钢中的氢含量。随后,李薰先生发明了定氢仪,用于测定钢中的氢含量。最终证明是氢引起了飞机主轴的断裂。李薰先生也成为氢致开裂领域的创始人。


    含有铬、镍的高强钢对氢很敏感,碳含量较高的钢氢致开裂的倾向更大,低碳钢不易发生氢致开裂,组织致密的锻件比组织疏松的铸件更易发生氢致开裂。氢原子渗透到钢内部以后,会降低晶粒间的原子结合力,使钢材的韧性下降。


    氢致开裂的断口与其它脆性断口很相似,高强材料容易出现沿晶断口。对于低碳钢,在沿晶的小刻面上容易出现细小的,发育不完整的韧窝,有人称为“鸡爪纹”。


2

 

    氢脆断口


    氢致开裂具的滞后性,对于焊接构件,氢致开裂的发生具有突然性,会对人身和财产构成严重威胁,需要引起高度重视。


3

 

    爆炸事故


    如何消除金属中的氢是大家最关心的问题。某些钢材或用于特殊条件下的零件,必须进行除氢处理,例如飞机上使用的镀锌件都要经过除氢处理。弹性零件和高强度钢上镀锌也需要进行除氢。除氢采用加热处理法将氢从零件内部赶出去。除氢效果与除氢温度、保温时间有关。温度高,时间长除氢越彻底。


    通常,可以将欲除氢的构件放置在真空烘箱内,在200~250℃温度下处理2~3h。热油中除氢能获得与在烘箱中除氢具有同样的效果,受热均匀,对设备要求也更为简单。

 

更多关于材料方面、材料腐蚀控制、材料科普等方面的国内外最新动态,我们网站会不断更新。希望大家一直关注国家材料腐蚀与防护科学数据中心http://www.ecorr.org

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心